Formando parte del Departamento de Ingeniería Química de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile, el grupo de trabajo académico en aspectos asociados a la prevención de la contaminación de aguas, aire y suelos, autonominado Ingeniería de Procesos de Descontaminación, ha desarrollado diversos proyectos que, probablemente, explican su quehacer más que las descripciones. Sin embargo, puede ser útil un intento de definición. 
 

En esos tiempos se realizó un estudio bibliográfico que se denominó Reducción Biológica de Sulfatos: Estudio Bibliográfico, Contratado por CODELCO (GTEC-SGP-631/88, Junio 1989) en que trabajamos con Paulina Ruiz (actualmente en CIMM) y con Solange Gantenbein, quien realizó su memoria en bacterias reductoras del sulfato. En lo principal, resultaba evidente que la minería de cobre, basada hoy en día en sulfuros de cobre, produciría impactos ambientales ligados a la oxidación de los sulfuros extraídos de la litósfera; de modo que parecía útil disponer de tecnologías ambientalmente sanas (como la utilización de bacterias), si es que éstas resultaban de mayor factibilidad que las tecnologías químicas. 

El citado estudio nos llevó al convencimiento de la necesidad de profundizar el conocimiento ingenieril de las opciones bioquímicas y/o microbiológicas disponibles para enfrentar el problema de las formas oxidadas de azufre (a saber, sulfato, sulfitos y anhidridos sulfuroso/sulfúrico). Las bacterias conocidas a la fecha eran del tipo Desulfovibrio desulfuricans y esta fue adoptada como modelo. Obtuvimos en dicha ocasión financiamiento para el proyecto Proceso de reducción biológica de sulfatos: escala laboratorio, de parte de FONDECYT (1275/90, 1991-92); proyecto con participación de P. Ruiz y varios memoristas. Los resultados del proyecto nos permitieron aseverar, documentadamente, la factibilidad técnica de un proceso novedoso, pero faltando por cuantificar la factibilidad económica (que habitualmente no forma parte de los proyectos de investigación de fundamentos). 

Así las cosas, recurrimos nuevamente a la minería nacional, con la idea de remediar el contenido de sulfatos en las aguas de relave minero, que fluyen como sobrenadante de los sistemas de decantación conocidos como tranques de relaves. Realizamos entonces el Anteproyecto de Planta Piloto Industrial de Eliminación de Sulfato y Metales Pesados desde Aguas de Relave, financiado por CODELCO División El Teniente (CT-S-5978, Diciembre 1992). Este proyecto nos llevó a concluir que el uso de bacterias heterotróficas que consumiesen lactato hacía la factibilidad económica poco atractiva. 

Además, como es habitual en el ambiente de ingeniería, una tecnología llama a muchas posibles aplicaciones. En este caso, el ingeniero Bartolomé Aljaro (Jefe del Dpto. de Control Ambiental de CODELCO Div. El Teniente) observó acertadamente que, dado que el impacto ambiental de relaves está asociado más a trazas de metales pesados que a sulfato, debiera ser posible usar la reducción de sulfato con vistas a generar sulfuros de metales. Fue así que desarrollamos el proyecto Estudio de la remoción del Molibdeno de las aguas de relave efluentes del tranque Carén, financiado también por CODELCO División El Teniente (CT-S-1375, Agosto 1992). En este proyecto contamos con la colaboración de María Elena Lienqueo. 

Retomando el trabajo en bacterias reductoras, el problema no era de factibilidad técnica (el proceso bioquímico funcionaba adecuadamente, con cinéticas atractivas) sino de factibilidad económica; y dado que la desventaja económica estaba ligada al costo de la fuente de orgánico, (en particular lactato) resolvimos entonces examinar las observaciones empíricas comunes en que el sulfato se reduce en presencia de desechos orgánicos (olor a ácido sulfhídrico). Un nuevo proyecto nos permitió profundizar en esta área, bajo el nombre Proceso de reducción biológica de sulfatos y de metanogénesis: escala laboratorio, con financiamiento de FONDECYT (1930888, 1994-95) y logramos observar que la reducción de sulfato es, efectivamente, concomitante a los procesos de metanogénesis (también conocidos como formación de biogas) pero, más allá de ello, logramos concluir que el metabolismo de las reductoras de sulfato dependía de un producto intermedio de fermentación: el hidrógeno gaseoso (molecular, H₂). Al agregar gas hidrógeno al reactor bioquímico se obtenía una aceleración de la cinética. Esta observación experimental formal representa, en términos clásicos, un quiebre tecnológico porque, al cambiar de fase líquida a fase gaseosa y al cambiar de mecanismos heterotróficos a autotróficos se produce un impacto altamente significativo (varios ordenes de magnitud) en la factibilidad económica del proceso. Una descripción un poco más detallada se puede encontrar en la excelente revista en línea: Ciencia Abierta. 

Para hacer una larga historia más corta, actualmente estamos desarrollando el proyecto Tratamiento Bioquímico de residuo industrial líquido de alta acidez y contenido de Arsénico, donde esta vez el financiamiento proviene del Convenio CODELCO/U. de Chile (Enero 1999 a Julio 2000). En este proyecto trabajamos actualmente con César Sáez, candidato doctoral en este mismo tema, quien ha logrado desarrollar un modelo fenomenológico dinámico de este proceso. En el proyecto buscamos reemplazar las tecnologías de neutralización de ácido sulfúrico (hoy en día en base a hidróxido de calcio o calizas) del mundo entero, por tecnologías bioquímicas que, de paso, abaten el contenido de metales pesados pues los llevan a sulfuros metálicos que, al pH neutro del proceso, son insolubles. 

Esta línea de trabajo, fascinante como es, ha estado permanentemente acompañada de líneas concomitantes, relacionadas con la ingeniería de tratamiento bioquímico que busca mejorar el valor de las aguas. Así las cosas, han sido múltiples los aportes del grupo a la innovación o a la transferencia tecnológica. Un recuento breve tendría que incluir, al menos, los proyectos patrocinados por la Empresa Privada y cofinanciados por el FONTEC de la CORFO. En particular, mencionaremos: 

Sistema de Tratamiento de Aguas Servidas usando Reactores Secuenciales por Carga con Oxígeno; financiado por la empresa R&Q Ingeniería y FONTEC, en el proyecto 96-0830 (Noviembre 1996- Noviembre 1997) 

Diseño de Sistemas de Enriquecimiento de Aire con Oxígeno para Plantas de Tratamiento de Aguas Servidas, financiado por la empresa TAGGSA y FONTEC, en el proyecto 95-0574 (Noviembre 1995) 

Fue también significativa nuestra contribución a la discusión de desarrollo sustentable, con contribuciones tecnológicamente viables, como fue el caso del proyecto Estudio de prefactibilidad técnica, económica, legal y ambiental para el tratamiento y reuso en regadío urbano de las aguas servidas del sector oriente de Santiago, con la colaboración del arquitecto Arturo Urzúa y el financiamiento del International Development Research Centre (IDRC) de Canadá y el patrocinio de la Ilustre Municipalidad de Lo Barnechea (Marzo 1998). Una descripción de los resultados de este estudio se puede encontrar en la excelente revista en línea: Ciencia Abierta. 

También hemos podido aportar, desde la estricta óptica de los procesos bioquímicos, al ámbito de la producción de agua potable. Estos aportes contaron con relaciones de colaboración profesional con empresas de ingeniería. En este contexto, participamos, por ejemplo, en el proyecto Estudio de factibilidad Planta para el tratamiento de las aguas del sistema Laguna Negra de EMOS S.A., de LUSAC S.A. (septiembre 98 a marzo 99) donde pudimos aportar en aspectos de los procesos de remoción de las algas que inciden sobre los procesos de producción de agua potable y también en el Estudio de alternativas de solución para la incidencia de algas en Planta de Agua Potable La Florida de EMOS S.A. de CADE-IDEPE (en Febrero de 1995), que buscaba fines similares. 

La relación con las empresas productivas ha sido profesionalmente altamente provechosa siendo digno de mención el Estudio de ingeniería para el diseño de un sistema de disposición de residuos no peligrosos en División Talleres, contratado por la División Talleres de CODELCO-Chile, (contrato DTR-033/98, octubre 98 a marzo 1999) debido a la destacada gestión del ingeniero Victor Olate, a la sazón subgerente de Talleres. Este estudio es digno de mención pues fue el primero desarrollado en el país (de otro modo, no debiera ser una preocupación universitaria sino de sus egresados), en medio de la evolución de normas de residuos no peligrosos. 

Similarmente, los aportes desde la óptica tanto de recuperación de aguas (prevención de la contaminación) como del tratamiento de RILES, logramos desarrollar el proyecto Diagnóstico y definición de la problemática de los efluentes que llegan al Salar de las Indias, para CODELCO, División Chuquicamata, (1998). 

Aún dentro del ámbito minero, realizamos la Determinación de producción de lixiviados ácidos y lixiviación de metales tóxicos, para CADE-IDEPE y Mineral Research Dev., por encargo de MetallGeselshaft A.G. , Castellanos Project, Cuba, (1993). 

Quedarán sin mayor mención una serie de estudios de fundamentos asociados a procesos de descontaminación de RILES y de suelos que, hoy en día, ya son materia de preocupación de nuestros egresados pero que, en su momento, constituían urgentes demandas desde el ámbito industrial. En este terreno, el grupo ha podido aportar en ámbitos de automatización de procesos tanto cómo en desarrollo de programas computacionales asociados a los sistemas de monitoreo instrumental.